(57)【要約】【課題】ピールコートの固着残滓を残さないできれいに剥離し接点や端子の導通不良を防止すること。半田ブリッジ等の弊害が生じないようにすること。【解決手段】無鉛半田を熔融させて電子部品１６を固着するための実装部１５と、電子部品１６の固着後に端子を装着するための端子部１３と、端子部１３を被覆するピールコート２３とを有するプリント配線板におけるピールコート２３の膜厚Ｌを、無鉛半田熔融後におけるピールコートの剥離容易性及びピールコートの膜厚に依存する無鉛半田の塗布量の増大による弊害の誘発性によって決定する。ピールコート２３の膜厚Ｌが適正な厚さの１５０μｍ±１０μｍであるため端子部１３を保護するピールコート２３がきれいに剥離し、且つ半田ブリッジ等が起こらないので接点や端子の導通不良を防止することができる。【選択図】図８
2007299930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無鉛半田を熔融させて電子部品を固着するための実装部と、前記電子部品の固着後に端子等を装着するための端子部と、前記端子部を被覆するピールコートとを有するプリント配線板であって、前記ピールコートの膜厚が無鉛半田熔融後におけるピールコートの剥離容易性及びピールコートの膜厚に依存する無鉛半田の塗布量の増大による弊害の誘発性によって決定されることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
請求項１記載のプリント配線板において、前記ピールコートの膜厚が１５０μｍ±１０μｍであることを特徴とするプリント配線板。
【請求項３】
請求項１記載のプリント配線板において、前記ピールコートの膜厚が１５０μｍ乃至１６０μｍであることを特徴とするプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、プリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板は回路パターン形成後、ソルダーレジスト印刷、表面処理及び外形加工を経て実装先に出荷され、その実装先においてＩＣ、トランジスタ、抵抗、ダイオード、コイル、クリスタル、トランス、コンデンサ、ＬＥＤ等の電子部品が実装されるのが一般的である。ところで、実装先においてプリント配線板の実装部に電子部品を半田付けするとき、半田が飛散して後付け端子や接点に付着することがある。
【０００３】
これを防止するため、従来は膜厚約１００μｍのピールコートにより端子や接点を被覆し、これにより飛散した半田が端子や接点に付着しないよう保護していた。
【特許文献１】特開昭６１−６９１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、実装時の半田付けには鉛を含有する共晶半田が用いられていたが、最近では環境問題の観点から、鉛を含有しない無鉛半田を使用することが多くなってきている。無鉛半田は、組成が錫（Ｓｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）からなるため、融点が２１８℃乃至２２０℃と共晶半田の融点１８３℃に比し高い。このため電子部品を実装部に実装する際のリフロー温度も無鉛半田を用いる場合は共晶半田を用いる場合より高温となる。
【０００５】
ここで共晶半田と無鉛半田との一般的なリフロー条件を以下に示す。
┌──────┬────────────┬───────────┬──────┐
│  半田種類  │  予備加熱温度及び時間  │  リフロー温度及び時間│ピーク温度  │
├──────┼────────────┼───────────┼──────┤
│  共晶半田  │  １４０℃乃至１７０℃  │  ２００℃以上        │２４０℃以下│
│            │  ５０秒以上            │  １５秒乃至４５秒    │            │
├──────┼────────────┼───────────┼──────┤
│  無鉛半田  │  １５０℃乃至１８０℃  │  ２２５℃以上        │２５０℃以下│
│            │  ６０秒乃至１２０秒    │  １５秒乃至４５秒    │            │
└──────┴────────────┴───────────┴──────┘
【０００６】
このように無鉛半田を用いる場合、共晶半田に比しリフロー温度、ピーク温度が高いため、端子や接点の保護のために被覆するピールコートが溶け出して端子や接点にこびり付き、端子や接点を使用する際、ピールコートの剥離に多大の手間と時間を要する。
【０００７】
具体的には、端子部等にこびり付いたピールコートの残滓を楊子等で除去するため、きれいに除去できず、接点の導通不良を起こしたり、時には接点や端子を破損したりすることもある。また半田が接点や端子に飛散し付着すると導通不良の原因となる。
【０００８】
また、ピールコートを厚く塗布するとクリーム半田の塗布量が増大するため、半田玉ができ易く半田ブリッジ等の弊害が生じ易くなる。
【０００９】
本願発明は、上記欠点を解決し、飛散する半田から接点及び／又は端子（以下両者を総称して「端子部」という）を保護するピールコートの固着残滓を残さないできれいに剥離し端子部の導通不良を防止することを目的とする。
【００１０】
また本願発明の他の目的は半田ブリッジ等の弊害が生じないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的達成のため、本願発明によるプリント配線板は、無鉛半田を熔融させて電子部品を固着するための実装部と、前記電子部品の固着後に端子等を装着するための端子部と、前記端子部を被覆するピールコートとを有するプリント配線板であって、前記ピールコートの膜厚が無鉛半田熔融後におけるピールコートの剥離容易性及びピールコートの膜厚に依存する無鉛半田の塗布量の増大による弊害の誘発性によって決定されることを特徴とする。
また、請求項１記載のプリント配線板において、前記ピールコートの膜厚が１５０μｍ±１０μｍであることを特徴とする。
また、請求項１記載のプリント配線板において、前記ピールコートの膜厚が１５０μｍ乃至１６０μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明によるプリント配線板によれば、ピールコートの膜厚が適正な厚さであるため端子部を保護するピールコートがきれいに剥離し、且つ半田ブリッジ等が起こらないので接点及び／又は端子の導通不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、実施の形態を示す図面に基づき本願発明によるプリント配線板をさらに詳しく説明する。なお、便宜上同一の機能を奏する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１４】
図１乃至図４に従って本願発明にかかるプリント配線板の製造工程を説明する。
【００１５】
表面を銅箔等の導電材料からなる表面箔部３にて被覆された基板１（図１（Ａ）に示す）をワークサイズに切断した後、ＮＣマシーンにセットし、所定の箇所にホール５を正確に穿孔する（図１（Ｂ））。基板１は片面基板、両面基板、多層基板のいずれであってもよく、その基材は紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシ等任意である。
【００１６】
次いで上記表面箔部３及び上記ホール５の上に銅等の導電材料を無電解メッキした後、電解メッキ処理を行ないメッキ７ａ、７ｂとする（図１（Ｃ））。表面箔部３のメッキ部７ａの膜厚は例えば２５μｍである。
【００１７】
次いで上記メッキ部７ａの上に感光フィルム９ａを熱圧着する（図２（Ｄ））。
【００１８】
次いで予め回路パターンを作画されたパターンフィルム１１を上記感光フィルム９ａの上に密着固定し、露光機６により紫外線を照射して回路パターンを感光フィルム９ａに焼き付ける（図２（Ｅ））。
【００１９】
次いで現像により上記感光フィルム９ａを露光フィルム９ｂにする（図２（Ｆ））。
【００２０】
次いで上記露光フィルム９ｂに被覆されていない部位９ｃの表面箔部及びメッキ部をエッチングにより除去する（図３（Ｇ））。
【００２１】
次いで上記露光フィルム９ｂを剥離し（図３（Ｈ））、表面に端子及び／又は接点１３ａ（図４（Ｋ）に示す）が形成される端子部１３、電子部品１６（図６（Ｃ）に示す）が実装される実装部１５、その他のランド１７等を含むプリントパターンが形成される（図３（Ｉ））。
【００２２】
次にレジスト印刷工程に移行し、端子部１３、実装部１５、ランド１７を除く表面にレジストインク１９を付与し、レジスト印刷をする（図４（Ｊ））。
【００２３】
次いで端子部１３、実装部１５及びランド１７に金メッキ２１を施し、端子部１３、実装部１５及びランド１７に夫々端子１３ａ、端子１５ａ、端子１７ａを形成する（図４（Ｋ））。
【００２４】
次いで上記工程品の表面にピールコート印刷版２４を載置してピールコート材２３ａを塗布し、端子部１３の上にピールコート２３を形成し該端子部１３を該ピールコート２３にて被覆する（図４（Ｌ））。なお、ランド１７は導通ビアであるため、この部分にピールコートの塗布は行わない。
【００２５】
必要な後工程、例えば外形切削等の加工、電気検査、外観検査等を経て、本願発明品は、上記のようにピールコート２３により端子部１３を被覆した状態で実装先に出荷される。
【００２６】
図５乃至図７は実装先における電子部品１６（図６（Ｃ）に示す）の実装を示すとともに、本願発明にかかるピールコート２３を剥離するステップを示す。電子部品１６はＩＣ、トランジスタ、抵抗、ダイオード、コイル、クリスタル、トランス、コンデンサ、ＬＥＤ等いずれであってもよい。
【００２７】
電子部品１６を実装するには、まず、図４（Ｌ）の基板１表面の上に半田印刷用メタルマスク２５を載置し、クリーム状の無鉛半田２７ａをスキージ２９により所要箇所に塗布する（図５（Ａ））。２６はピールコート２３を覆うために半田印刷用メタルマスク２５に形成された切欠である。
【００２８】
実装部１５の上に半田部２７が形成されたら、半田印刷用メタルマスク２５を取り去る（図５（Ｂ））。
【００２９】
次いで実装部１５の半田部２７の上から電子部品１６を装着した後（図６（Ｃ））、リフロー炉（図示省略）に投入し、ヒータ２８により加熱する（図６（Ｄ））。
【００３０】
これにより半田部２７の無鉛半田が熔融して電子部品１６を実装部１５に半田付けする（図７（Ｅ））。２７ｂは半田付けされた無鉛半田である。
【００３１】
次いで、図示しない後付け端子を装着する際、ピールコート２３を剥離する（図７（Ｆ））。しかる時は図７（Ｇ）に示すように後付け端子及び／又は接点用の端子１３ａが保護されることになる。
【００３２】
図８（Ａ）、（Ｂ）に従ってピールコートの膜厚について説明する。ピールコートの膜厚Ｌとは、レジストインク１９の表面からピールコート２３の表面までの厚さ（Ｌｐ）のみではなく、基板１の表面からレジストインク１９の表面までの厚さ（Ｌｒ）も含むもので、つまり基板１の表面からピールコート２３の表面までの厚さ（Ｌ）である。例えば表面箔部３の厚さＬｂが１８μｍで、基板１の表面からレジストインク１９の表面までの厚さＬｒが約５５μｍの場合において、ピールコート２３の膜厚の測定値が１６０μｍであるとき、レジストインク１９の表面からピールコート２３の表面までの厚さＬｐは約１０５μｍとなる。
【００３３】
塗布される無鉛半田の量は半田印刷用メタルマスク２５の厚さＭによって決まる。ここで、半田印刷用メタルマスク２５の厚さＭは切欠２６の深さＮ以上であり、切欠２６の深さＮはレジストインク１９の表面からピールコート２３の表面までの厚さＬｐ以上である。またこのピールコート２３の厚さＬｐが大となれば、ピールコート２３の膜厚Ｌが大きくなり、半田印刷用メタルマスク２５の厚さＭも大となるので、塗布される無鉛半田の量は増大する。  
【００３４】
【表１】
2007299930.tif 000003
【００３５】
【表２】
2007299930.tif 000004
【００３６】
表１、表２はピールコートの膜厚を評価する実験１、実験２の結果である。実験１、２ともに、プリント配線板の端子部１３にピールコート２３を塗布した後、実装部１５に無鉛半田が塗布され電子部品１６が装着された状態でリフローを２回行い、その後実際にピールコート２３を剥離し評価した。この評価は無鉛半田熔融後におけるピールコート２３の剥離容易性と、無鉛半田の塗布量の増大による弊害（半田玉の発生に伴う半田ブリッジの形成）の誘発性とに基づいて行った。
【００３７】
具体的にはピールコートの剥離時に、剥し残りはないが剥し難かったものを「○」、剥し残りがなくさらに剥し易かったものを「◎」、被覆部分の全体にわたって剥し残りがあったものを「×」、被覆部分の一部に剥し残りがあったものを「△」、剥し易く剥し残りもないが半田の塗布量の増大による弊害である半田玉の発生があったものを「●」として評価した。
【００３８】
実験１のリフロー条件は、予備加熱温度：１６０℃乃至１８０℃、予備加熱時間：１２０秒以下、リフロー温度２２５℃以上、リフロー時間：４０秒、ピーク温度：２４５．７℃である。この条件は、無鉛半田を用いた場合の一般的なリフロー条件に合致する。
【００３９】
実験２のリフロー条件は、ピーク温度が２６０℃である他は実験１と同条件である。
この条件は、無鉛半田を用いた場合の一般的なリフロー条件に比しピーク温度が高くピールコートへの影響がより大となる。
【００４０】
実験１、実験２ともにピールコートの膜厚Ｌは１００μｍから１７０μｍまで５μｍずつ変化させた。膜厚Ｌの測定はピールコート印刷後にレーザー測長にて行なった。
【００４１】
使用したピールコート剤の成分は以下の通りである。
成分                含有量（ｗｔ％）  官報公示整理番号  ＣＡＳ  Ｎｏ．
ビニル樹脂誘導体    ５５〜６５        ６−６６          ９００２−８６−２
脂肪酸エステル      １０〜２０        ３−１３７２      １０３−２３−１
エポキシエステル    １０〜２０        ２−１４３３      ８０１３−０７−８
重合禁止剤          ５以下            ３−１３１２      ３１−８６−９
チクソトロピー剤    ５以下            １−５４８        ７６３１−８６−９
有機顔料            １以下            ５−３３００      １４７−１４−８
消泡剤              ３以下            ７−４７６        ６３１４８−６２−９
【００４２】
実験１の評価結果について説明する。従来通常使用される膜厚１００μｍでは全ての供試体で「×」評価となった。よってこれら従来通りの膜厚では被覆部分の全体にわたり剥し残りが生じるため接点や端子の導通不良が起こるので実用的でない。
【００４３】
膜厚１０５μｍ乃至１１５μｍでは全ての供試体で「△」評価となった。従来の膜厚に比べ５％乃至１５％も膜厚を厚くしているにもかかわらず、被覆部分の一部に剥し残りが生じるため接点や端子の導通不良が起こるのでこれも実用的でない。
【００４４】
膜厚１２０μｍ乃至１３５μｍでは全ての供試体で「○」評価となった。これらの膜厚では剥し難いものの剥し残りはないため実用に耐えうる。この場合、半田を薄く塗布することができるため電子部品とくに小型のチップ部品を実装する際に有利である。
【００４５】
膜厚１４０μｍ乃至１６０μｍでは全ての供試体で「◎」評価となった。これらの膜厚では剥し残りもなく容易に剥すことができ、さらに「●」評価のような半田玉の発生もみられなかったため実用的である。
【００４６】
膜厚１６５μｍでは供試番号３，４，７，８，１０が「◎」評価、供試番号１，２，５，６，９が「●」評価となり、膜厚１７０μｍでは全ての供試体で「●」評価となった。これらの膜厚ではピールコートの剥し残りはないが、実装時のメタルマスクの掘り込みが深いためメタルマスクが厚くなるので塗布される無鉛半田の量が多くなり、結果として半田玉の発生がみられる。よって半田ブリッジ等が発生しやすいと考えられるため実用的でない。なお、膜厚１６５μｍでは半田玉が発生しないこともあるが、５０％の確率で半田玉が発生するため安定性がなく実用的でない。
【００４７】
実験２の評価結果について説明する。膜厚１００μｍ乃至１２５μｍでは全ての供試体で「×」評価となり、膜厚１３０μｍ乃至１３５μｍでは「○」、「△」及び「×」評価が混在した。膜厚１２０μｍ乃至１３５μｍは実験１では「○」評価となったが、リフロー条件のピーク温度を高温側に移行した実験２では一部または全体に剥し残りがみられる場合がある。
【００４８】
膜厚１４０μｍ乃至１４５μｍでは全ての供試体で「○」評価となった。この膜厚は実験１では「◎」評価となったが、リフロー条件のピーク温度を高温側に移行した実験２でも剥し難いものの剥し残りは生じない。
【００４９】
膜厚１５０μｍ乃至１６０μｍでは実験１同様全ての供試体で「◎」評価となった。リフロー条件のピーク温度を高温側に移行した場合でも剥し残りもなく容易に剥すことができ、さらに「●」評価のような半田玉の発生もみられなかった。
【００５０】
膜厚１６５μｍでは供試番号１，４，７，８が「◎」評価、供試番号２，３，５，６，９、１０が「●」評価となり、膜厚１７０μｍでは全ての供試体で「●」評価となった。
【００５１】
以上より、ピールコートの膜厚Ｌを実験１において「○」評価及び「◎」評価となった１２０μｍ乃至１６０μｍで管理すれば、無鉛半田を利用する一般的なリフロー条件でもピールコート剥離時に剥し残りが生じないことが確認された。
【００５２】
また、膜厚Ｌを１４０μｍ乃至１６０μｍで管理すれば、剥し残りが生じないだけでなくさらに剥し易いという効果があり、リフロー条件のピーク温度が一般的なリフロー条件より高温側に移行したような場合であっても、ピールコート剥離時に剥し残りが生じない。
【００５３】
さらに膜厚Ｌを１５０μｍ乃至１６０μｍで管理すれば、リフロー条件のピーク温度が一般的なリフロー条件よりさらに高温側に移行したような過酷な条件下であっても、剥し易く剥し残りが生じないため安定した剥離が可能となる。
【００５４】
無鉛半田は融点が２１８℃乃至２２０℃と共晶半田の融点１８３℃に比し高い。そのため、熔けて飛散する無鉛半田から端子部を保護するためにピールコートを従来通りに塗布したのでは、ピールコート自体が熔けだし端子部にこびりつき易くなりピールコートの剥離に多大の手間と時間を要することになる。加えて半田熔融のために加えられる加熱は理想的に行なわれるとは限らないのが現実である。よって、上記段落００５１乃至００５３にて述べた条件下で管理すれば、ピールコートの剥離性が良いため端子部へのこびりつきがなく、きれいに剥離することができ、接点や端子の導通不良を防止することができる。
【００５５】
とくに、実験１及び実験２に共通する膜厚Ｌを１５０μｍ乃至１６０μｍで管理すれば、リフロー条件のピーク温度が実用上いかなる条件になろうとも、ピールコートの剥離性に影響を及ぼさず接点や端子の導通不良を防止することができる。
【００５６】
本願発明は上記した実施例に制限されない。例えば、リフロー条件について本文に述べた実験条件は一例として理解すべきである。また端子部１３の素材、実装部１５の構成部品等は任意である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本願発明はプリント配線板の製造に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】（Ａ）乃至（Ｃ）は本願発明にかかるプリント配線板の製造工程を示した断面模式図である。
【図２】（Ｄ）乃至（Ｆ）は本願発明にかかるプリント配線板の製造工程を示した断面模式図である。
【図３】（Ｇ）乃至（Ｉ）は本願発明にかかるプリント配線板の製造工程を示した断面模式図である。
【図４】（Ｊ）乃至（Ｌ）は本願発明にかかるプリント配線板の製造工程を示した断面模式図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は本願発明にかかるプリント配線板に電子部品を実装する工程及びピールコートを剥離する工程を示した断面模式図である。
【図６】（Ｃ）及び（Ｄ）は本願発明にかかるプリント配線板に電子部品を実装する工程及びピールコートを剥離する工程を示した断面模式図である。
【図７】（Ｅ）乃至（Ｇ）は本願発明にかかるプリント配線板に電子部品を実装する工程及びピールコートを剥離する工程を示した断面模式図である。
【図８】（Ａ）は本願発明にかかるプリント配線板に塗布されるピールコートの断面模式図、（Ｂ）は剥離されたピールコートの断面模式図である。
【符号の説明】
【００５９】
１      基板
３      表面箔部
５      ホール
６      露光機
７ａ    メッキ部
７ｂ    メッキ部
９ａ    感光フィルム
９ｂ    露光フィルム
９ｃ    非被覆部
１１    パターンフィルム
１３    端子部
１３ａ  端子
１５    実装部
１５ａ  端子
１６    電子部品
１７    ランド
１７ａ  端子
１９    レジストインク
２１    金メッキ
２３    ピールコート
２３ａ  ピールコート材
２４    ピールコート印刷版
２５    半田印刷用メタルマスク
２６    切欠
２７    半田部
２７ａ  無鉛半田
２７ｂ  無鉛半田
２８    ヒータ
２９    スキージ
【図１】
2007299930.tif 000005
【図２】
2007299930.tif 000006
【図３】
2007299930.tif 000007
【図４】
2007299930.tif 000008
【図５】
2007299930.tif 000009
【図６】
2007299930.tif 000010
【図７】
2007299930.tif 000011
【図８】
2007299930.tif 000012